基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測研究

徐維

【摘要】人們的生活水平和生活質(zhì)量隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展得到了顯著的提高，因此人們對水環(huán)境污染問題的關(guān)注也不斷增大。出現(xiàn)水環(huán)境污染主要是由于工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水隨意排放造成的，在工業(yè)生產(chǎn)中的廢水中含有大量的重金屬離子，其在很大程度上威脅了生態(tài)環(huán)境和人類的身體健康，對我國可持續(xù)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響，因此本文主要對基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測進(jìn)行了研究，希望能夠提供一點參考價值。

【關(guān)鍵詞】電化學(xué);重金屬離子;檢測

在社會經(jīng)濟不斷發(fā)展的前提下，人類社會的文明程度也隨之提高，人們逐漸開始重視生活的質(zhì)量，對環(huán)境問題的關(guān)注也不斷提升。其中水環(huán)境污染問題十分嚴(yán)重，在人們生活和生產(chǎn)的用水中含有大量的重金屬離子，由于重金屬離子的不可降解性和毒性，對人體健康構(gòu)成了巨大的威脅，所以對水資源進(jìn)行重金屬離子檢測的工作變得非常重要，其能有效判斷出水資源中含有的重金屬離子的種類和含量，并采取有效的措施將其過濾，排出水中的重金屬離子，從而改善我國水資源重金屬離子污染的現(xiàn)象，也在一定程度上保證我國人們的生命安全，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

1.重金屬離子污染的綜合概述

1.1重金屬離子污染的現(xiàn)狀

水是人類的生命之源，人們?nèi)粘５纳詈蜕a(chǎn)都離不開水，世界上有很多國家的水資源非常短缺，盡管那些國家制定出相關(guān)的政策針對水資源短缺的問題，但是與我國實際發(fā)展的情況存在很大的差別，因此無法有效解決我國水資源短缺的問題，加上我國社會經(jīng)濟在近幾年得到了飛速的發(fā)展，各個行業(yè)的發(fā)展都十分迅猛，其中一些新型的工業(yè)發(fā)展更是需要使用大量的水資源，并排放了大量的工業(yè)廢水，導(dǎo)致匱乏的水資源受到了嚴(yán)重的污染，其中重金屬離子是污染水資源的重要原因之一。

1.2重金屬離子污染的危害

鉛、鎘、銅等都是重金屬離子，其具有嚴(yán)重的生物毒性，并且不可降解性極高，在環(huán)境中通過食物鏈進(jìn)行富集，最終進(jìn)入人體內(nèi)，對人體健康造成重大威脅。因為重金屬離子進(jìn)入人身體內(nèi)之后，往往會與人體內(nèi)的酶、蛋白質(zhì)結(jié)合反應(yīng)，讓人體內(nèi)的細(xì)胞失去活性，不僅會讓人體內(nèi)的大部分器官衰竭，而且可能還會引發(fā)更多的疾病，嚴(yán)重者可能會出現(xiàn)癌癥。比如在日本的一個小縣城內(nèi)一些企業(yè)在河水中排放了沒有經(jīng)過處理的工業(yè)廢水，而當(dāng)?shù)氐娜嗣駶补嗟竟韧褂玫氖钱?dāng)?shù)氐暮铀?，所以?dǎo)致當(dāng)?shù)睾芏嗳水a(chǎn)生的骨痛病等癥狀，讓人體的骨骼變得畸形，無法保證人體的健康，進(jìn)一步影響了國家可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

2.基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測

2.1電化學(xué)分析檢測方法的概述

電化學(xué)分析檢測法對多種重金屬離子進(jìn)行檢測主要是以重金屬離子之前發(fā)生氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)對其進(jìn)行檢測。這種方法是最早發(fā)現(xiàn)的一種儀器分析方法，電化學(xué)分析檢測法又有三類，其中包括極譜法、伏安法以及離子選擇性電極法。其中極譜法和伏安法都是對電力-電位的關(guān)系進(jìn)行研究的一種方法，其主要的區(qū)別就是使用的電極不同。離子選擇性電極法主要是對電極電位進(jìn)行測量對離子的活度進(jìn)行測量的一種方法，離子選擇性電極法所使用的儀器比較方便攜帶，并且價格成本低，整個分析操作相對簡單快速，能夠在檢測時在水資源現(xiàn)象進(jìn)行檢測。

以電化學(xué)分析為基礎(chǔ)的重金屬離子檢測的方法的主要特點有以下幾點：靈敏度高、分析速度快、同時分離多種離子、能將非離子性的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成離子型物質(zhì)。由于其優(yōu)點，因此被廣泛運用與環(huán)境化學(xué)、食品化學(xué)等各種行業(yè)中，并且以電化學(xué)分析為基礎(chǔ)的重金屬離子檢測技術(shù)還能在生物傳感器等檢測工具上應(yīng)用。

2.2基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測方法的發(fā)展

本文主要對重金屬檢測方面中運用QCM進(jìn)行動態(tài)的發(fā)展研究。QCM的特點是具有較高的靈敏度，整個設(shè)備的體積較小，并且操作相對簡單，檢測的費用較低等，其往往在運用在檢測各種無機或者有機的小分子、離子中，其中也在重金屬檢測中得到了一定的應(yīng)用。QCM對重金屬離子進(jìn)行檢測主要是檢測重金屬離子在膜修飾QCM電極上的吸附程度。國外Hunte和Price學(xué)者使用QCM（具有共聚物膜修飾）對重金屬離子進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)傳感器當(dāng)中能選擇第一組過渡金屬當(dāng)中的Cu2+和Ni2+;還有相關(guān)學(xué)者將QCM技術(shù)與離子色譜技術(shù)進(jìn)行聯(lián)用，把QCM作為檢測器對其中存在的各種陰陽離子進(jìn)行檢測。Gomas等學(xué)者認(rèn)為，將流動注射分析與QCM技術(shù)相結(jié)合對無機汞進(jìn)行檢測，通過優(yōu)化對酸溶液的濃度、循環(huán)時間等實驗的條件，能夠在一定程度上將重金屬離子檢測儀器的靈敏度提高。并且也有相關(guān)的文獻(xiàn)報道當(dāng)中提出了讓QCM技術(shù)與電化學(xué)裝置結(jié)合，構(gòu)建出一種電化學(xué)石英微天平，盡管其檢出度不是特別理想，但是這種方法卻不用添加一些顯色劑，并且檢測的費用較低，能夠?qū)崟r進(jìn)行檢測，也具有一定的作用。

2.3如何提高基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測的準(zhǔn)確度

根據(jù)相關(guān)學(xué)者的研究顯示，在未來的發(fā)展中，可以將納米技術(shù)與QCM傳感技術(shù)進(jìn)行結(jié)合對重金屬離子進(jìn)行檢測，把一些能與重金屬離子結(jié)合的物質(zhì)裝飾上QCM電極和一些納米粒子，能夠在一定程度上將檢測的靈敏程度提高，讓一些非重金屬離子的干擾降低，并且還能將能與某種重金屬離子發(fā)生特殊結(jié)合的物質(zhì)運用在其中，從而讓該檢測方法能對更多的重金屬離子進(jìn)行檢測，具有很高的選擇性，從而讓基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測儀器的穩(wěn)定性、靈敏度以及準(zhǔn)確度得到保障和提高，讓重金屬檢測離子能夠?qū)⑵渥饔米畲蠡l(fā)揮出來，從而在一定程度上改善我國水污染的情況，進(jìn)一步實現(xiàn)我國可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。

3.結(jié)束語

我國社會的發(fā)展離不開水，人們?nèi)粘５纳詈蜕a(chǎn)工作更是離不開水資源，然而重金屬離子對水資源的污染卻還在加劇，因此需要國家制定出相關(guān)的政策，不僅要嚴(yán)格規(guī)范各工業(yè)企業(yè)排放污水的標(biāo)準(zhǔn)，減少水污染現(xiàn)象的出現(xiàn)，并且還要加大對基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測的研究，進(jìn)一步提高重金屬離子檢測的靈敏度，讓其作用得到最大化的發(fā)揮，并制定出相關(guān)的解決措施改善我國目前水污染的環(huán)境，讓我國可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)得到實現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]李丹. 基于電化學(xué)分析的重金屬離子檢測研究[D].太原理工大學(xué)，2018.

[2]朱思維. 重金屬離子電化學(xué)檢測及其作為信號標(biāo)記物在免疫分析中的應(yīng)用[D].皖南醫(yī)學(xué)院，2016.